(一)基本介紹
橋梁指的是為道路跨越天然或人工障礙物而修建的建筑物。
橋梁一般講由五大部件和五小部件組成,五大部件是指橋梁承受汽車或其他車輛運(yùn)輸荷載的橋跨上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu),是橋梁結(jié)構(gòu)安全的保證。包括橋跨結(jié)構(gòu)(或稱橋孔結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu))、橋梁支座系統(tǒng)、橋墩、橋臺(tái)、承臺(tái)、挖井或樁基。五小部件是指直接與橋梁服務(wù)功能有關(guān)的部,過去稱為橋面構(gòu)造。包括:橋面鋪裝、防排水系統(tǒng)、欄桿、伸縮縫、燈光照明。大型橋梁附屬結(jié)構(gòu)還有橋頭堡,引橋等設(shè)置。
(二)基本類別
結(jié)構(gòu)分類
橋梁按照受力特點(diǎn)劃分,有梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋、組合體系橋(斜拉橋)五種基本類型。
梁橋一般建在跨度很大,水域較淺處,由橋柱和橋板組成,物體重量從橋板傳向橋柱。
拱橋一般建在跨度較小的水域之上,橋身成拱形,一般都有幾個(gè)橋洞,起到泄洪的功能,橋中間的重量傳向橋兩端,而兩端的則傳向中間。
懸橋是如今最實(shí)用的一種橋,橋可以建在跨度大、水深的地方,由橋柱、鐵索與橋面組成,早期的懸橋就已經(jīng)可以經(jīng)住風(fēng)吹雨打,不會(huì)斷掉,吊橋基本上可以在暴風(fēng)來臨時(shí)巋然不動(dòng)。
長(zhǎng)度分類
按多孔跨徑總長(zhǎng)分:特大橋(L>1000m);大橋(100m≤L≤1000m);中橋(30m
按單孔跨徑分:特大橋(Lk>150m);大橋(40m≤Lk≤150m);中橋(20m≤Lk<40m);小橋(5m≤Lk<20m)。
其他分類
按用途分為:公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、舟橋、機(jī)耕橋、過水橋。
按跨徑大小和多跨總長(zhǎng)分:為小橋、中橋、大橋、特大橋。
按行車道位置分為:上承式橋、中承式橋、下承式橋
按承重構(gòu)件受力情況可分:為梁橋、板橋、拱橋、鋼結(jié)構(gòu)橋、吊橋、組合體系橋(斜拉橋、懸索橋)。
按使用年限可分為:永久性橋、半永久性橋、臨時(shí)橋。
按材料類型分為:木橋、圬工橋、鋼筋砼橋、預(yù)應(yīng)力橋、鋼橋。
(三)發(fā)展歷史
橋梁是道路的組成部分。從工程技術(shù)的角度來看,橋梁發(fā)展可分為古代、近代和現(xiàn)代三個(gè)時(shí)期。
1.古代
人類在原始時(shí)代,跨越水道和峽谷,是利用自然倒下來的樹木,自然形成的石梁或石拱,溪澗突出的石塊,谷岸生長(zhǎng)的藤蘿等。人類有目的地伐木為橋或堆石、架石為橋始于何時(shí),已難以考證。據(jù)史料記載,中國(guó)在周代(公元前11世紀(jì)~前256年)已建有梁橋和浮橋,如公元前1134年左右,西周在渭水架有浮橋。古巴比倫王國(guó)在公元前1800年建造了多跨的木橋,橋長(zhǎng)達(dá)183米。古羅馬在公元前621年建造了跨越臺(tái)伯河的木橋,在公元前 481年架起了跨越赫勒斯旁海峽的浮船橋。古代美索不達(dá)米亞地區(qū),在公元前 4世紀(jì)時(shí)建起挑出石拱橋(拱腹為臺(tái)階式)。
古代橋梁在17世紀(jì)以前,一般是用木、石材料建造的,并按建橋材料把橋分為石橋和木橋。
石橋的主要形式是石拱橋。據(jù)考證,中國(guó)早在東漢時(shí)期(公元25~220年)就出現(xiàn)石拱橋,如出土的東漢畫像磚,刻有拱橋圖形。趙州橋(又名安濟(jì)橋),建于公元605~617年,凈跨徑為37米,首創(chuàng)在主拱圈上加小腹拱的空腹式(敞肩式)拱。中國(guó)古代石拱橋拱圈和墩一般都比較薄,比較輕巧,如建于公元816~819年的寶帶橋,全長(zhǎng)317米,薄墩扁拱,結(jié)構(gòu)精巧。
在羅馬時(shí)代,歐洲建造拱橋較多,如公元前200~公元200年間在羅馬臺(tái)伯河建造了8座石拱橋,其中建于公元前62年的法布里西奧石拱橋,橋有2孔,各孔跨徑為24.4米。公元98年西班牙建造了阿爾橋,高達(dá)52米。
此外,出現(xiàn)了許多石拱水道橋,如現(xiàn)存于法國(guó)的加爾德引水橋,建于公元前1世紀(jì),橋分為3層,最下層為7孔,跨徑為16~24米。羅馬時(shí)代拱橋多為半圓拱,跨徑小于25米,墩很寬,約為拱跨的三分之一.
羅馬帝國(guó)滅亡后數(shù)百年,歐洲橋梁建筑進(jìn)展不大。11世紀(jì)以后,尖拱技術(shù)由中東和埃及傳到歐洲,歐洲開始出現(xiàn)尖拱橋,如法國(guó)在公元1178~1188年建成的阿維尼翁橋,為20孔跨徑達(dá)34米尖拱橋。英國(guó)在公元1176~1209年建成的泰晤士河橋?yàn)?/span>19孔跨徑約 7米尖拱橋。西班牙在13世紀(jì)建了不少拱橋,如托萊多的圣瑪丁橋。拱橋除圓拱、割圓拱外,還有橢圓拱和坦拱。公元1542~1632年法國(guó)建造的皮埃爾橋?yàn)槠呖撞坏瓤鐧E圓拱,最大跨徑約32米。當(dāng)時(shí)橢圓拱曾盛行一時(shí)。1567~1569在佛羅倫薩的圣特里尼塔建了三跨坦拱橋,其矢高同跨度比為1∶7。11~17世紀(jì)建造的橋,有的在橋面兩側(cè)設(shè)商店,如意大利威尼斯的里亞爾托橋。
石梁橋是石橋的又一形式。中國(guó)陜西省西安附近的灞橋原為石梁橋,建于漢代,距今已有2000多年。公元11~12世紀(jì)南宋泉州地區(qū)先后建造了幾十座較大型石梁橋,其中有洛陽橋、安平橋。安平橋(五里橋)原長(zhǎng)2500米,362孔,現(xiàn)長(zhǎng)2070米,332孔。英國(guó)達(dá)特穆爾現(xiàn)存的石板橋,有的已有2000多年。
早期木橋多為梁橋,如秦代在渭水上建的渭橋,即為多跨梁式橋。木梁橋跨徑不大,伸臂木橋可以加大跨徑。中國(guó) 3世紀(jì)在甘肅安西與新疆吐魯番交界處建有伸臂木橋,“長(zhǎng)一百五十步”。公元405~418年在甘肅臨夏附近河寬達(dá)40丈處建懸臂木橋,橋高達(dá)50丈。八字撐木橋和拱式撐架木橋亦可以加大跨徑。16世紀(jì)意大利的巴薩諾橋?yàn)榘俗謸文緲颉?/span>
木拱橋出現(xiàn)較早,公元104年在匈牙利多瑙河建成的特拉楊木拱橋,共有21孔,每孔跨徑為36米。中國(guó)在河南開封修建的虹橋,凈跨約為20米,亦為木拱橋,建于公元1032年。日本在巖國(guó)錦川河修建的錦帶橋?yàn)槲蹇啄竟皹?,建于公?/span>300年左右,是中國(guó)僧戴曼公獨(dú)立禪師幫助修建的。
中國(guó)西南地區(qū)有用竹篾纜造的竹索橋。著名的竹索橋是四川灌縣珠浦橋,橋?yàn)?/span>8孔,最大跨徑約60米,總長(zhǎng)330余米,建于宋代以前。
古代橋梁基礎(chǔ),在羅馬時(shí)代開始采用圍堰法施工,即打木板樁成圍堰,抽水后在其中修筑橋梁基礎(chǔ)和橋墩。1209年建成的英國(guó)泰晤士河拱橋,其基礎(chǔ)就是用圍堰法修筑,但是,那時(shí)只能用人工打樁和抽水,基礎(chǔ)較淺。中國(guó)11世紀(jì)初,著名的洛陽橋在橋址江中先遍拋石塊,其上養(yǎng)殖牡蠣二三年后膠固而成筏形基礎(chǔ),是一個(gè)創(chuàng)舉。
2.近代
18世紀(jì)鐵的生產(chǎn)和鑄造,為橋梁提供了新的建造材料。但鑄鐵抗沖擊性能差,抗拉性能也低,易斷裂,并非良好的造橋材料。19世紀(jì)50年代以后,隨著酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼和平爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展,鋼材成為重要的造橋材料。鋼的抗拉強(qiáng)度大,抗沖擊性能好,尤其是19世紀(jì)70年代出現(xiàn)鋼板和矩形軋制斷面鋼材,為橋梁的部件在廠內(nèi)組裝創(chuàng)造了條件,使鋼材應(yīng)用日益廣泛。
18世紀(jì)初,發(fā)明了用石灰、粘土、赤鐵礦混合煅燒而成的水泥。19世紀(jì)50年代,開始采用在混凝土中放置鋼筋以彌補(bǔ)水泥抗拉性能差的缺點(diǎn)。此后,于19世紀(jì)70年代建成了鋼筋混凝土橋。
近代橋梁建造,促進(jìn)了橋梁科學(xué)理論的興起和發(fā)展。1857年由圣沃南在前人對(duì)拱的理論、靜力學(xué)和材料力學(xué)研究的基礎(chǔ)上,提出了較完整的梁理論和扭轉(zhuǎn)理論。這個(gè)時(shí)期連續(xù)梁和懸臂梁的理論也建立起來。橋梁桁架分析(如華倫桁架和豪氏桁架的分析方法)也得到解決。19世紀(jì)70年代后經(jīng)德國(guó)人K.庫爾曼、英國(guó)人W.J.M.蘭金和J.C.麥克斯韋等人的努力,結(jié)構(gòu)力學(xué)獲得很大的發(fā)展,能夠?qū)蛄焊鳂?gòu)件在荷載作用下發(fā)生的應(yīng)力進(jìn)行分析。這些理論的發(fā)展,推動(dòng)了桁架、連續(xù)梁和懸臂梁的發(fā)展。19世紀(jì)末,彈性拱理論已較完善,促進(jìn)了拱橋發(fā)展。20世紀(jì)20年代土力學(xué)的興起,推動(dòng)了橋梁基礎(chǔ)的理論研究。
近代橋梁按建橋材料劃分,除木橋、石橋外,還有鐵橋、鋼橋、鋼筋混凝土橋。
16世紀(jì)前已有木桁架。1750年在瑞士建成拱和桁架組合的木橋多座,如賴謝瑙橋,跨徑為73米。在18世紀(jì)中葉至19世紀(jì)中葉,美國(guó)建造了不少木橋,如1785年在佛蒙特州貝洛茲福爾斯的康涅狄格河建造的第一座木桁架橋,橋共二跨,各長(zhǎng)55米;1812年在費(fèi)城斯庫爾基爾河建造的拱和桁架組合木橋,跨徑達(dá)104米。桁架橋省掉拱和斜撐構(gòu),簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),因而被廣泛應(yīng)用。由于桁架理論的發(fā)展,各種形式桁架
木橋相繼出現(xiàn),如普拉特型、豪氏型、湯氏型等。由于木結(jié)構(gòu)橋用鐵件量很多,不如全用鐵經(jīng)濟(jì),因此,19世紀(jì)后期木橋逐漸為鋼鐵橋所代替。
鐵橋
鐵橋包括鑄鐵橋和鍛鐵橋。鑄鐵性脆,宜于受壓,不宜受拉,適宜作拱橋建造材料。世界上第一座鑄鐵橋是英國(guó)科爾布魯克代爾廠所造的塞文河橋,建于1779年,為半圓拱,由五片拱肋組成,跨徑30.7米。鍛鐵抗拉性能較鑄鐵好,19世紀(jì)中葉跨徑大于60~70米的公路橋都采用鍛鐵鏈吊橋。鐵路因吊橋剛度不足而采用桁橋,如1845~1850年英國(guó)建造布列坦尼亞雙線鐵路橋,為箱型鍛鐵梁橋。19世紀(jì)中以后,相繼建立起梁的定理和結(jié)構(gòu)分析理論,推動(dòng)了桁架橋的發(fā)展,并出現(xiàn)多種形式的桁梁。但那時(shí)對(duì)橋梁抗風(fēng)的認(rèn)識(shí)不足,橋梁一般沒有采取防風(fēng)措施。1879年12月大風(fēng)吹倒才建成18個(gè)月的陽斯的泰灣鐵路鍛鐵橋,就是由于橋梁沒有設(shè)置橫向連續(xù)抗風(fēng)構(gòu)。
中國(guó)于1705年修建了四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長(zhǎng)100米,寬2.8米,至今仍在使用。歐洲第一座鐵鏈吊橋是英國(guó)的蒂斯河橋,建于1741年,跨徑20米,寬0.63米。1820~1826年,英國(guó)在威爾士北部梅奈海峽修建一座中孔長(zhǎng) 177米用鍛鐵眼桿的吊橋。這座橋由于缺乏加勁梁或抗風(fēng)構(gòu),于1940年重建。世界上第一座不用鐵鏈而用鐵索建造的吊橋,是瑞士的弗里堡橋,建于1830~1834年、橋的跨徑為 233米。這座橋用2000根鐵絲就地放線,懸在塔上,錨固于深18米的錨碇坑中。
1855年,美國(guó)建成尼亞加拉瀑布公路鐵路兩用橋這座橋是采用鍛鐵索和加勁梁的吊橋,跨徑為250米。1869~1883年,美國(guó)建成紐約布魯克林吊橋,跨度為283+486+283米。這些橋的建造,提供了用加勁桁來減弱震動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)。此后,美國(guó)建造的長(zhǎng)跨吊橋,均用加勁梁來增大剛度,如1937年建成的舊金山金門橋(主孔長(zhǎng)為1280米,邊孔為344米,塔高為228米),以及同年建成的舊金山奧克蘭海灣橋(主孔長(zhǎng)為704米,邊孔為354米,塔高為152米),都是采用加勁梁的吊橋。
1940年,美國(guó)建成的華盛頓州塔科瑪海峽橋,橋的主跨為853米,邊孔為335米,加勁梁高為2.74米,橋?qū)挒?/span>11.9米。這座橋于同年11月7日,在風(fēng)速僅為 67.5公里/小時(shí)的情況下,中孔及邊孔便相繼被風(fēng)吹垮。這一事件,促使人們研究空氣動(dòng)力學(xué)同橋梁穩(wěn)定性的關(guān)系。
鋼橋
美國(guó)密蘇里州圣路易市密西西比河的伊茲橋,建于1867~1874年,是早期建造的公路鐵路兩用無鉸鋼桁拱橋,跨徑為153+158+153米。這座橋架設(shè)時(shí)采用懸臂安裝的新工藝,拱肋從墩兩側(cè)懸出,由墩上臨時(shí)木排架的吊索拉住,逐節(jié)拼接,最后在跨中將兩半拱連接?;A(chǔ)用氣壓沉箱下沉33米到巖石層。氣壓沉箱因沒有安全措施,發(fā)生119起嚴(yán)重沉箱病,14人死亡。19世紀(jì)末彈性拱理論已逐步完善,促進(jìn)了20世紀(jì)20~30年代修建較大跨鋼拱橋,較著名的有:紐約的岳門橋,建成于1917年,跨徑305米;紐約貝永橋,建成于1931年,跨徑504米;澳大利亞悉尼港橋,建成于1932年,跨徑503米。3座橋均為雙鉸鋼桁拱。
19世紀(jì)中期出現(xiàn)了根據(jù)力學(xué)設(shè)計(jì)的懸臂梁。英國(guó)人根據(jù)中國(guó)西藏木懸臂橋式,提出錨跨、懸臂和懸跨三部分的組合設(shè)想,并于1882~1890年在英國(guó)愛丁堡福斯河口建造了鐵路懸臂梁橋。這座橋共有6個(gè)懸臂,
懸臂長(zhǎng)為206米,懸跨長(zhǎng)為107米,主跨長(zhǎng)為519米。20紀(jì)初期,懸臂梁橋曾風(fēng)行一時(shí),如1901~1909年美國(guó)建造的紐約昆斯堡橋,是一座中間錨跨為190米、懸臂為 150和180米、無懸跨、由鉸聯(lián)結(jié)懸臂、主跨為300米和360米的懸臂梁橋。1900~1917年建造的加拿大魁北克橋也是懸臂鋼橋。1933年建成的丹麥小海峽橋?yàn)槲蹇讘冶哿汗疯F路兩用橋,跨徑為137.50+165+200+165+137.5米。
1896年比利時(shí)工程師菲倫代爾發(fā)明了空腹桁架橋。比利時(shí)曾經(jīng)造了幾座鉚接和電焊的空腹桁架橋。
鋼筋混凝土橋
1875~1877年,法國(guó)園藝家莫尼埃建造了一座人行鋼筋混凝土橋,跨徑16米,寬4米。1890年,德國(guó)不萊梅工業(yè)展覽會(huì)上展出了一座跨徑40米的人行鋼筋混凝土拱橋。1898年,修建了沙泰爾羅鋼筋混凝土拱橋。這座橋是三鉸拱,跨徑52米。1905年,瑞士建成塔瓦納薩橋,跨徑51米,是一座箱形三鉸拱橋,矢高5.5米。1928年,英國(guó)在貝里克的羅亞爾特威德建成 4孔鋼筋混凝土拱橋,最大跨徑為110米。1934年,瑞典建成跨徑為181米、矢高為26.2米的特拉貝里拱橋;1943年又建成跨徑為264米、矢高近40米的桑德拱橋。
橋梁基礎(chǔ)施工,在18世紀(jì)開始應(yīng)用井筒,英國(guó)在修威斯敏斯特拱橋時(shí),木沉井浮運(yùn)到橋址后,先用石料裝載將其下沉,而后修基礎(chǔ)及墩。1851年,英國(guó)在肯特郡的羅切斯特處修建梅德韋橋時(shí),首次采用壓縮空氣沉箱。1855~1859年,在康沃爾郡的薩爾塔什修建羅亞爾艾伯特橋時(shí),采用直徑11米的鍛鐵筒,在筒下設(shè)壓縮空氣沉箱。1867年,美國(guó)建造伊茲河橋,也用壓縮空氣沉箱修建基礎(chǔ)。壓縮空氣沉箱法施工,工人在壓縮空氣條件下工作,若工作時(shí)間長(zhǎng),或從壓縮氣箱中未經(jīng)減壓室驟然出來,或減壓過快,易引起沉箱病。
1845年以后,蒸汽打樁機(jī)開始用于橋梁基礎(chǔ)施工。
3.現(xiàn)代
20世紀(jì)30年代,預(yù)應(yīng)力混凝土和高強(qiáng)度鋼材相繼出現(xiàn),材料塑性理論和極限理論的研究,橋梁振動(dòng)的研究和空氣動(dòng)力學(xué)的研究,以及土力學(xué)的研究等獲得了重大進(jìn)展。從而,為節(jié)約橋梁建筑材料,減輕橋重,預(yù)計(jì)基礎(chǔ)下沉深度和確定其承載力提供了科學(xué)的依據(jù)?,F(xiàn)代橋梁按建橋材料可分為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋、鋼筋混凝土橋和鋼橋。
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋 1928年,法國(guó)弗雷西內(nèi)工程師經(jīng)過20年的研究,用高強(qiáng)鋼絲和混凝土制成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。這種材料,克服了鋼筋混凝土易產(chǎn)生裂紋的缺點(diǎn),使橋梁可以用懸臂安裝法、頂推法施工。隨著高強(qiáng)鋼絲和高強(qiáng)混凝土的不斷發(fā)展,預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋的結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn),跨度不斷提高。
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋有簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋、拱橋、桁架橋、剛架橋、斜拉橋等橋型。簡(jiǎn)支梁橋的跨徑多在50米以下。連續(xù)梁橋如1966年建成的法國(guó)奧萊隆橋,是一座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁高架橋,共有26孔,每孔跨徑為79米。1982年建成的美國(guó)休斯敦船槽橋,是一座中跨229米的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁高架橋,用平衡懸臂法施工。懸臂梁橋如1964年聯(lián)邦德國(guó)在柯布倫茨建成的本多夫橋,其主跨為209米;1976年建成的日本濱名橋,主跨240米;中國(guó)1980年完工的重慶長(zhǎng)江橋,主跨174米。桁架橋如1960年建成的聯(lián)邦德國(guó)芒法爾河谷橋,跨徑為 90+108+90米,是世界上第一座預(yù)應(yīng)力混凝土桁架橋。1966年蘇聯(lián)建成一座預(yù)應(yīng)力混凝土桁架式連續(xù)橋,跨徑為106+3×166+106米,用浮運(yùn)法施工剛架橋如1957年建成的法國(guó)圖盧茲的圣米歇爾橋,是一座160米、5~65米的預(yù)應(yīng)力混凝土剛架橋;1974年建成的法國(guó)博諾姆橋,主跨徑為186.25米,是目前最大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土剛架橋。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土吊橋是將預(yù)應(yīng)力梁中的預(yù)應(yīng)力鋼絲索作為懸索,并同加勁梁構(gòu)成自錨式體系,1963年建成的比利時(shí)根特的梅勒爾貝克橋和瑪麗亞凱克橋,主跨徑分別為 56米和100米,就是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土吊橋。斜拉橋如1962年建成委內(nèi)瑞拉的馬拉開波湖橋。這座橋?yàn)?/span>5孔235米連續(xù)梁,由懸在 A形塔的預(yù)應(yīng)力斜拉索將懸臂梁吊起。斜拉橋的梁是懸在索形成的多彈性支承上,能減少梁高,且能提高橋的抗風(fēng)和抗扭轉(zhuǎn)震動(dòng)性能,并可利用拉索安裝主梁,有利于跨越大河,因而應(yīng)用廣泛。預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋如1971年利比亞建造的瓦迪庫夫橋,主跨徑282米;1978年美國(guó)建造的華盛頓州哥倫比亞河帕斯科-肯納威克橋,主跨299米;1977年法國(guó)建造的塞納河布羅東納橋,主跨320米。中國(guó)已建成十多座預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋,其中1982年建成的山東濟(jì)南黃河橋主跨為220米。
鋼筋混凝土橋 二次世界大戰(zhàn)以后,世界上修建了多座較大跨徑的鋼筋混凝土拱橋,如1963年通車的葡萄牙亞拉達(dá)拱橋,跨徑為270米,矢高50米;1964年完工的澳大利亞悉尼港的格萊茲維爾橋,跨徑305米。
中國(guó)1964年創(chuàng)造鋼筋混凝土雙曲拱橋。橋由拱肋和拱波組成,縱向和橫向均有曲度,橫向也用拱波形式。拱肋和拱波分段預(yù)制,因此可用輕型吊裝設(shè)施安裝。這樣,在缺乏重型運(yùn)輸工具和重型吊裝機(jī)具下,也可以修建較大跨徑拱橋。第一座試驗(yàn)雙曲拱橋,建于中國(guó)江蘇無錫,跨徑為9米。此后,1972年建成湖南長(zhǎng)沙湘江大橋,是一座16孔雙曲拱橋,大孔跨徑為60米,小孔跨徑為50米,總長(zhǎng)1250米。
鋼筋混凝土桁架拱橋是拱和桁架組合而成的結(jié)構(gòu),其用料少,重量輕,施工簡(jiǎn)易。
鋼橋 二次世界大戰(zhàn)后,隨著強(qiáng)度高、韌性好、抗疲勞和耐腐蝕性能好的鋼材的出現(xiàn),以及用焊接平鋼板和用角鋼、板鋼材等加勁所形成輕而高強(qiáng)的正交異性板橋面的出現(xiàn),高強(qiáng)度螺栓的應(yīng)用等,鋼橋有很大發(fā)展。
鋼板梁和箱形鋼梁同混凝土相結(jié)合的橋型,以及把正交異性板橋面同箱形鋼梁相結(jié)合的橋型,在大、中跨徑的橋梁上廣泛運(yùn)用。1951年聯(lián)邦德國(guó)建成的杜塞爾多夫至諾伊斯橋,是一座正交異性板橋面箱形梁,跨徑206米。1957年聯(lián)邦德國(guó)建成的杜塞爾多夫北橋,是座6孔72米鋼板梁結(jié)交梁橋。1957年南斯拉夫建成的貝爾格萊德的薩瓦河橋,是一座鋼板梁橋,跨徑為75+261+75米,為倒U形梁。1973年法國(guó)建成的馬蒂格斜腿剛架橋,主跨為300米。1972年意大利建成的斯法拉沙橋,跨徑達(dá)376米,是目前世界上跨徑最大的鋼斜腿剛架橋。1966年美國(guó)完工的俄勒岡州阿斯托里亞橋,是一座連續(xù)鋼桁架橋,跨徑達(dá)376米。1966年日本建成的大門橋,是一座連續(xù)鋼桁架橋,跨徑達(dá)300米。1968年中國(guó)建成的南京長(zhǎng)江橋,是一座公路鐵路兩用的連續(xù)鋼桁架橋,正橋?yàn)?/span>128+9×160+128米,全橋長(zhǎng)6公里。1972年日本建成的大阪港的港大橋?yàn)閼冶哿轰摌?,橋長(zhǎng)980米,由235米錨孔和162米懸臂、186米懸孔所組成1964年美國(guó)建成的紐約維拉扎諾吊橋,主孔1298米,吊塔高210米。1966年英國(guó)建成的塞文吊橋,主孔985米。這座橋根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn),首次采用梭形正交異性板箱形加勁梁,梁高只有3.05米。1980年英國(guó)完工的恒比爾吊橋,主跨為1410米,也用梭形正交異性板箱形加勁梁,梁高只有3米。
20世紀(jì)60年代以后,鋼斜拉橋發(fā)展起來。第一座鋼斜拉橋是瑞典建成的斯特倫松德海峽橋,建于1956年,跨徑為 74.7+182.6+74.7米。這座橋的斜拉索在塔左右各兩根,由鋼筋混凝土板和焊接鋼板梁組合作為縱梁1959年聯(lián)邦德國(guó)建成的科隆鋼斜拉橋,主跨為334米;1971年英國(guó)建成的厄斯金鋼斜拉橋,主跨305米;1975年法國(guó)建成的圣納澤爾橋,主跨404米。這座橋的拉索采用密束布置,使節(jié)間長(zhǎng)度減少,梁高減低,梁高僅3.38米。通過對(duì)鋼斜拉橋抗風(fēng)抗震性能的改進(jìn),其跨徑正在逐漸增大。
鋼橋的基礎(chǔ)多用大直徑樁或薄壁井筒建造。
(四)橋梁之最
現(xiàn)存最古老的敞肩拱石橋是河北趙縣趙州橋。隋朝開皇十五年至大業(yè)元年(595~605年)建。
現(xiàn)存最早的也是橋洞最多的聯(lián)拱石橋是江蘇蘇州寶帶橋。唐元和十一年(816年)始建。
現(xiàn)存最早的十字橋是山西晉祠魚沼飛梁,北宋崇寧元年(1102年)建。
最早的開關(guān)活動(dòng)式大石橋是廣州潮州廣濟(jì)橋。明宣德十年(1435年)建。
世界上跨度最大的石拱橋——1946年瑞典建成的綏依納松特橋,跨度為155m.
世界上第一座具有鋼筋混凝土主梁的斜拉橋——1925年在西班牙修建跨越但波爾河的水道橋,主跨為60.35米.
世界上跨徑最大的預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋——西班牙的盧納巴里奧斯橋,跨徑達(dá)440m,采用了雙面輻射形密索布置.
世界第一的懸索橋——日本明石海峽橋,橫跨日本內(nèi)海,使日本神戶與淡路島緊緊相連.這座大橋全長(zhǎng)3190M,中央跨度1990m于1998年竣工.它可以承受里氏8.5級(jí)地震.
世界上最長(zhǎng)的跨海大橋——青島海灣大橋東起青島主城區(qū)308國(guó)道,跨越膠州灣海域,西至黃島紅石崖,路線全長(zhǎng)新建里程約35.4公里,其中海上段長(zhǎng)度26.75公里,總投資99.38億元,是世界最長(zhǎng)的跨海大橋。
世界上跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)拱橋——重慶朝天門長(zhǎng)江大橋
世界最大跨徑公軌兩用結(jié)構(gòu)拱橋——重慶菜園壩大橋
世界最大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋——重慶長(zhǎng)江大橋復(fù)線橋
世界最大跨徑鋼管混凝土拱橋——重慶巫山長(zhǎng)江大橋
世界上最大跨徑鋼筋混凝土拱橋——重慶萬州長(zhǎng)江大橋
(五)中國(guó)十大名橋
盧溝橋位于北京廣安門西南10千米,建于1189年,是一座聯(lián)拱石橋,長(zhǎng)約265米,有241根望柱,每個(gè)柱子上都雕著獅子。
廣濟(jì)橋位于廣東潮洲東門外,是我國(guó)古代一座交通、商用綜合性橋梁,也是世界上第一座開關(guān)活動(dòng)式大石橋,有“一里長(zhǎng)橋一里市”之說。
五亭橋位于揚(yáng)州瘦西湖內(nèi)。橋基為12條青石砌成大小不同的橋墩;橋身為拱卷形,由3種不同的卷洞聯(lián)合,共15孔,孔孔相通,亭亭之間的廊相連。
安平橋位于福建晉江安海鎮(zhèn)。橋面由7條大石板鋪成,橋頭有六角五層磚構(gòu)宋塔一座,為中國(guó)古代最大的梁式石橋,有“天下無橋長(zhǎng)此橋之譽(yù)。
趙州橋位于河北趙縣的河上,是一座單孔石拱橋,橋面寬10米,兩側(cè)42塊模仿板上刻有龍獸狀浮雕。
風(fēng)雨橋位于廣西三江縣程陽村邊林溪河上。為石墩木面瓦頂結(jié)構(gòu)。橋上建塔形樓亭5座,可避風(fēng)雨。整座橋梁不用一根鐵釘,精致牢固。
鐵索橋位于四川瀘定縣的大渡河上。全長(zhǎng)136米,寬3米,由13根碗口粗的鐵鏈系在兩岸的懸崖峭壁上。其中9根并排著的鐵鏈上面鋪有木板,就是橋面,另外各2根在橋面兩側(cè),就是扶手。每根鐵鏈重約2000千克。
五音橋位于河北東陵順治帝孝陵神道上。橋面兩側(cè)裝有方解石欄板126塊,敲擊能發(fā)出奇妙的聲音。
玉帶橋位于北京頤和園。用白石建成,拱圈為蛋尖形,橋面呈雙向反彎曲。橋身用漢白玉雕砌,兩側(cè)雕刻精美的白色欄板和望柱。有“海上仙島”的美稱。
十字橋位于山西太原市晉祠內(nèi)。橋梁為十字形。全橋由34根鐵青八角石支撐,柱頂有柏木斗拱與縱、橫梁連接,上鋪十字橋面。
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